鋼筋混凝土結構課程設計

1、鋼筋混凝土結構課程設計計算書鋼筋混凝土單跨 T 形梁）一、設計任務書（一）、設計題目：鋼筋混凝土單跨簡支T形梁結構設計。（二八設計資料1 橋梁截面，跨徑及橋寬結構形式：單跨簡支T形梁（截面尺寸自行合理定義）計算跨徑：m=19.6m橋面凈空：11 m荷載分配系數：m=0.72 設計荷載公路-I級，采用車道荷載，不計人群荷載等3材料混凝土：主梁用C40混凝土，橋面鋪裝統(tǒng)一采用9cm厚細石砼與2cm厚瀝青砼組合，容重為 25kN/nt 23kN/mi，普通鋼筋：采用HRB335級和R235級鋼筋；4 材料性能參數：（1）混凝土強度等級為C4Q主要強度指標：強度標準值：5=26.8 MPa, ftk=

2、2.4 MPa強度設計值：fcd=18.4 MPa，ftd=1.65 MPa彈性模量 ：Ec=3.25 X 104 MPa（2）普通鋼筋a.縱向抗拉及構造普通鋼筋采用 HRB335其強度指標抗拉強度指標：f sk=335 MPa抗拉強度設計值：fsd=280 MPa彈性模量：&錯誤!未指定書簽。=2.0 X 105 MPab.采用的R235鋼筋，其強度指標抗拉強度指標：f sk=235MPa抗拉強度設計值：fsd=195 MPa彈性模量：ES錯誤！未指定書簽。=2.1 x 105 MPa5 設計依據(1) 交通部頒公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60 2004簡稱“規(guī)范”；(2) 交通部頒公路鋼

3、筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D622004簡稱“公預規(guī)”；(3) 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準。三、設計過程橋體采用5根并列同等型號 T型梁，T型梁具體尺寸如下圖所示圖1計算出梁的橫截面積及加鋪層橫截面積：梁的橫截面積S =0.5708 m2 ,細石砼加鋪層S=018 m2 ,瀝青混凝土面層S2 =0.04 m2 ,自重產生的均布荷載：g= i S=25kN/m3 0.5708m2 23kN / m3 (0.18 0.04)m219.33kN/m根據公路橋規(guī)的規(guī)定和計算跨徑用線性內插法求得車道集中荷載標準值 Pk=(360-180) (50-5) (19.6-5)238.4kN ,車道均

4、布荷載標準值qk=10.5kN/m ,0戦:P |圖2圖3車道均布荷載：q 0.7 qk 0.7 10.5 7.35kN/m車道集中荷載：P 0.7 Pk 0.7 238.4 166.88kN做彎矩、剪力圖在自重均布荷載作用下的彎矩圖和剪力圖車道均布荷載作用彎矩圖和剪力圖6% 1站189.434189.4325門：車道集中荷載作用彎矩圖和剪力圖817,7128344I/83, 14檢kN圖7綜合荷載作用下的彎矩圖和剪力圖02614.19732444,978811686最不利彎矩組合:Md 1.2 928.2266 1.4 (253.947 817.714)2614.19732kN ?m最不利剪

5、力Nd 1.2 189.434 1.4 (72.03 83.44)444.9788kNNd 1.2 ( 189.434) 1.4 ( 72.03 83.44)444.9788kN、截面縱向受拉鋼筋計算A、已知條件:C40混凝土強度標準值：fck=26.8 MPa, ftk=2.4 MPa強度設計值：fcd=18.4 MPa, ftd=1.65 MPa彈性模量 ：Ec=3.25 x 104 MPaa.縱向抗拉及構造普通鋼筋采用HRB335其強度指標抗拉強度指標：fsk=335 MPa抗拉強度設計值:f sd=280 MPa彈性模量：Es錯誤!未指定書簽。=2.0 x 105 MPab.采用的R2

6、35鋼筋，其強度指標抗拉強度指標：fsk=235MPa抗拉強度設計值:sd=195 MPa彈性模量:Es錯誤!未指定書簽。=2.1 x 105 MPab 180mmhf劈0 140mm h 1600mm1.12615 2876.5kN?m1.1445 489.5kN計算bf1、bf2、bf116533mm311 10352200mm （2000mm為預制混凝土梁）3、bf b 2bh 12hf 180 12 140 1860mm綜合上述，bf 1860mmill A flAsfcdbfx 18.4 1860 597611mm* 1 2sd280選擇10 32 8042mm2。鋼筋疊高層數為五層

7、，布置下圖取 c 33mm d 32及附表1-8中規(guī)定的30mm鋼筋間橫向凈距Sn 180 2 33 2 35.8 42.4mm 40mm及 1.25d1.25 32 40mm。故滿足構造要求。2、截面復核已設計的受拉鋼筋中，10 32的面積為8042mm2，fsd 280MPa。由鋼筋布置圖 可求得as,即as 33 35.8 2 35.8 2 122.5mm 取 a$123mm實際有效高度h01600 123 1477mm1）判斷T形截面類型fcdbfhf 18.4 1860 140 4.79136 106N?mm 4.8kN?mfsdAs 8042 280 2.25176 106N?mm

8、 2.3kN?m由于fcdbf hf fsd As，故為第一類T形截面。2) 求受壓區(qū)高度xf sd Asfcdbf280 804218.4 1860I66mm hf140mm(6)正截面抗彎承載力Xfcdbfx（h。）18.4 1860 66 （14583218.76 106N3218.76kN ?m 2876.5kN ?mbAs;證爲 3.06%min0.2%，故截面復核滿足要求C、腹筋設計2.截面尺寸檢查根據構造要求，梁最低層鋼筋2 32通過支座截面，支點截面有效高度為35 8h0 h (33)1549.1mm2取 h)1549mm。(0.51 10 3)./fU7bh0 (0.51 1

9、0 3)T40 180 1549899.34kNVd, 489.5kN截面尺寸符合設計要求。3. 檢查是否需要根據計算配置箍筋跨中段截面(0.5 103)陰匕(0.5103) 1.65180 1477219.33kN支座截面(0.5 103)ftdbh(0.5103) 1.65180 1549230.03kN0Vd“( 184kN)(0.5103)ftdbh0Vd,0( 489.5kN)可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區(qū)段應按設計配置腹筋。3) 計算剪力圖分配累域中遲% *7 VolnA町|胃5|jriELeJl孑計JM力令配圖冊寸單佻mm：?T力單他kN圖12VoVd,x (0.

10、5 1O3)ftdbho 219.33kN的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖按比例求得，為liL翌6衛(wèi)3竺4 1133mm2 Vo V1/22489.5 184在l1長度內可按構造要求布置鋼筋。同時，根據公路橋涵規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高h 1600mm范圍內，箍筋的間距約為100mm。距支座中心線為h/2處的計算剪力值(V)由剪力包絡圖按比例求得，為V LV。h(V。Vl/2)19.6 103 489.5 1600 (489.5 184) 464 56kNL19.6 103.其中應由混凝土和箍筋承擔的剪力計算值至少為 0.6V 278.74kN ;應由彎起鋼 筋(包括縱

11、筋)承擔的剪力計算值最多為 0.4V 185.82,設置彎起鋼筋區(qū)段長度 為 6760mm。4) 箍筋設計采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積Asv nA, 2 50.3 100.6mm2在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置?？缰薪孛?P/2 3.06 2.5,取 Pi/2 2.5, h0 1477mm支點截面 p00.58, h)1549mm2.5 0.5821.54, h01477 154921513mm箍筋間距Sv為Sv1464.562469mm 取Sv 400mm確定箍筋間距Sv的設計值尚應考慮公路橋規(guī)的構造要求。箍筋間距的計算取值Sv 400mm h 800mm及40

12、0mm,是滿足規(guī)范要求的。但 2采用8雙肢箍筋箍筋配筋率 sv 100衛(wèi)0.14% 0.18%,故不滿足規(guī)bSsv 180 400范規(guī)定?，F取Ssv 300mm計算的箍筋配筋率 sv 0.19%0.18%,且小于 h 800mm 和 400mm。 綜上計算，在支座中心向跨徑長度方向的1600 mm范圍內，設計箍筋間距 Sy 100mm；爾后至跨中統(tǒng)一的箍筋間距取 S 300mm。5）彎起鋼筋及斜筋設計設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335為22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離 as 56mm。 彎起鋼筋的彎起角為45。，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼 筋分配的剪力，由各排彎起鋼

13、筋的末端折點應落在前排彎起鋼筋彎起點的構造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎起點之 1(0.56 10 間的垂直距離 hi)(2 0.6p)fcu,k Asvfsvbh2 71 1.12 (0.56 10-6) (2 0.6 1.54b 40 100.6 195 180 15132現擬彎起N1 N4鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點截面的hi以及至支座中心距離人、分配的剪力剪力計算值Vsbi、所需的彎起鋼筋面積Asm值列入表彎起點1234hi (mm)1427139213561320距支座中心距離x (mm)1427281941755495分配的計算剪力值Vsbi

14、 (kN)185.82168.589356.76需要的彎起面積Au (mm )12521135626382可提供的彎筋面積Asbi (mm2)1690169016901690232232232232彎筋與梁軸線交點到支座中心距離 xC (mm)714214235334889表1根據公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋(對支座而言)的末端彎折點 應位于支座中心截面處。hi 1600 (33 35.8 1.5)(43 25.1 35.8 0.5)1427mm彎起的彎起角度為45。，則第一排彎筋(2N4)的彎起點1距支座中心距離1427mm 所需要提供的彎起鋼筋截面積Asb1A1333.33(Vsb

15、1) 1333.33(185.82)“2Asb1空1252mm2fsdsin45。280 0.707彎筋與梁縱軸交點1距支座中心距離1427 1600/2 (33 35.8 1.5)714mm。對于第二排彎起鋼筋，可得到h21600 (33 35.8 2.5)(43 25.1 35.8 0.5)1392mm彎起鋼筋(2N3)的彎起點2距支點中心距離為1427 h21427 13922819mm分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值 Vsb2，由比例關系計算得到:6760 800 1427 Vsb26760185.82Vsb2 168.58kN其中0.4V185.82kN;h/2 800;設置彎起鋼筋

16、區(qū)段長為6760mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（Asb2）為1333.33（Vsb2） 1333.33 （168.58）2Asb2空1135mm2fsd sin45。280 0.707第二排彎起鋼筋與梁軸線交點2距支座中心距離為2819 1600/2 （33 35.8 2.5）2142mm同理可得：對于第三排彎起鋼筋h31356mm彎起鋼筋（2N2）的彎起點3距支點中心的距離281902819 1356 4175mmVsb3 93kNAsb3 626mm2第三排彎起鋼筋與梁軸線交點3距支座中心距離為3533mm。對于第四排彎起鋼筋h41320mm彎起鋼筋（2N1）的彎起點4距支點中心距離為5

17、495mm。Vsb4 56.76kN2Asb4 382mm第四排彎起鋼筋與梁軸線交點4距支點中心距離為4889mm按照計算剪力初步布置彎起鋼筋現在按照同時滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點位置。由已知跨中截面彎矩計算值 Mm Md,l/22876.5kN ?m，支點中心處Mo oMd,o 0。做出梁計算的包絡圖4V3x=7131x=5S7&x=29664x-8551G8G.281350-751945,382613-02 2976-5尺艸仏鬥苗；輯覃他kN*r3137.45圖13各排彎起鋼筋彎起后，相應正截面抗彎承載力M ui計算如下表梁區(qū)段截面縱筋有效高度h(mm)T形截

18、面類別受壓區(qū)咼度x(mm)抗彎承載力M ui (kN ? m)支座中心1點2321549第一類13686.281點2點4321531第一類261350.752點3點6321513第一類391945.383點4點8321477第一類532613.024點梁跨中10 321442第一類663137.45表2將表2中的正截面抗彎承載力Mui在圖13上用各平行直線表示出來，它們與彎x2矩包絡圖的交點分別為j、n，以各Mui值代入Md,x Md/2(1 4己)式中可求得j、n到跨中截面距離x值。現在以圖13中所示彎起鋼筋彎起點初步位置逐個檢查是否滿足公路橋規(guī)的 要求。第一排彎起鋼筋（ 2N4）其充分利用

19、點“ m的橫坐標x 7131mm，而2N4的彎起點1的橫坐標為 9800 14278373mm，說明1點位于 m點左邊，且x1 x 8373 7131 1242mm g/2 765.5mm,滿足要求。其不需要點n的橫坐標x 8551mm，而2N4鋼筋與梁中軸線交點1的橫坐標x1 9800 714 9086mm x 8551 ，滿足要求。第二排彎起鋼筋（ 2N3）其充分利用點I的橫坐標x 5576mm ,而2N3的彎起點2的橫坐標x29800 2819 6819mm x 5576mm ，且X2 x 6819 5576 1243mm h/2 756.5mm，滿足要求。其不需要點m的橫坐標x 713

20、1mm，而2N3的鋼筋與梁中軸線交點2的橫坐標x29800 2142 7658mm x 7131mm，故滿足要求。第三排彎起鋼筋（ 2N2）其充分利用點k的橫坐標x 2966mm，2N2的彎起點3的橫坐標x39800 4175 5625mm 2966mm，且xa x 5625 2966 2659mm h/2 738.5mm，滿足要求。其不需要點I的橫坐標x 5576mm，2N3鋼筋與中軸線交點3的橫坐標X39800 3533 6267mm x 5576mm，故滿足要求由2N2 2N3 2N4鋼筋彎起點行車的抵抗彎矩圖遠大于彎矩包絡圖，故進一步調整上述彎矩彎起鋼筋的彎起點位置，在滿足規(guī)范對彎起鋼

21、筋彎起點要求前提下， 使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡圖；在彎起鋼筋間増設直徑為16mmt勺斜筋。a、斜截面抗剪承載力復核CU、旨_ 一目：支屋中電塚9Rflu說寸單怪m忙汕力毎kN)XI “8X2nm;x圖15kN圖144. 選定斜截面頂端位置由圖14可得到距支座中心為h/2處截面的橫坐標為x 9800 800 900mm ,正 截面有效高度h。1549mm,現取斜截面投影長度c h。1549mm，則得到選擇的斜截面頂端位置A,其橫坐標為x 9000 15497451mm。5. 斜截面抗剪承載力復核A處正截面上的剪力Vx及相應的彎矩Mx計算如下:2x2 7451Vx V1/2 (Vo V1/2)184 (489.5 184)416.27kNL196004x24 74512Mx Mi/2(1廠)2876.5 (1廠)1213.69kN?mL19600A處正截面有效高度h。1531mm 1.351m (主筋為4 32 )，則實際廣義剪跨比及斜截面投影長度c分別為MxVxh。1213.69416.27 1.3512.23c 0.6mh